一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法

《一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法》属于汽车用冷轧高强度薄板技术领域，提供了一高强度级冷轧热镀锌双相钢及其制造方法。

截至2011年3月，随着人们对轿车冲撞安全性和耐蚀性要求的不断提高，汽车用钢板向高强度和全镀层方向发展，促使了高强IF钢，烘烤硬化钢、相变诱导塑性钢和双相钢等热镀锌高强钢在汽车车体上的应用。同时，为降低温室效应，保护地球环境，强化对CO₂排放量的限制，有助于低燃料消耗的汽车车体轻量化成为现代汽车工业的一个重要研究课题。由于冷轧热镀锌双相钢具有屈强比低，初始加工硬化率高，良好的强度和延性匹配、较好的烘烤硬化性能以及较高的碰撞能量吸收能力等特点，满足了汽车车体轻量化、冲撞安全性和耐锈蚀性等要求，已成为中国国内外钢铁企业和研究院所研发的重点。

冷轧热镀锌双相钢需要略微高的合金含量^[1，2]和合理的镀锌工艺参数控制已为人们所共识。冷轧热镀锌双相钢和冷轧双相钢的生产存在明显的不同，由于冷轧退火线炉区长，冷速大，可以保证钢带在保温段退火后快速冷却以发生低温转变，实现冷轧双相钢组织中软相铁素体基体和硬相马氏体的合理配分。但是，生产冷轧热镀锌双相钢时，镀锌线炉区短，冷速小，且钢带在两相区保温退火必须冷却到460℃左右镀锌，然后出锌锅终冷至室温，限制了奥氏体向马氏体相变，容易发生珠光体转变或贝氏体转变。虽然可以加入较多的Mn、Mo、Cr、B等合金元素来提高钢的淬透性，实现钢在慢冷速下的低温转变，但这无疑降低了冷轧热镀锌双相钢的可镀性，并增加了生产成本。基于上述原因，在连续镀锌线上生产双相钢时，钢的成分设计和退火镀锌工艺参数优化尤为重要。

如专利US006312536B1叙述了将含有C：0.02％～0.20％、Mn：1.50％～2.40％、Cr：0.03～1.50％、Mo：0.03％～1.50％，且Mn、Cr、Mo的加权量要同时满足3Mn 6Cr Mo＜8.1％和Mn 6Cr 10Mo＞3.5％的钢在热镀锌退火时需要在780℃或更高的温度加热钢板，随后以适当工艺就可以得到期望的主要为铁素体和马氏体的显微组织，强度级别从450-780兆帕的冷轧热镀锌双相钢。但是《一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法》中镀锌用的冷硬基板在热轧时，要求以40℃/秒的冷速冷到480℃进行卷取，冷硬基板容易得到铁素体、珠光体和贝氏体的复合组织，增加了热卷取设备的负荷并且板形较差，相应地增加了冷轧机组的轧制负荷，不利于后续的冷轧生产。并且生产低级别的热镀锌双相钢时，由于碳及合金含量少，在780℃或更高的温度加热钢板，镀锌后的钢板不容易得到主要为铁素体和马氏体的显微组织。

专利CN200380109234.X所述钢的成分与专利US006312536B1基本相同，也要复合添加Cr，Mo等合金元素，退火镀锌时把钢板的加热温度降低到727～775℃范围内，并随后在454～493℃范围内保持20～100秒进行等温处理，再经锌槽镀锌进行热浸镀。虽然容易得到典型的双相组织，但是在2011年3月前的连续热镀锌生产线上实现454～493℃范围内保持20～100秒十分困难，并且《一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法》没有考虑到较低的加热保温温度，不易消除Mn含量多时（如实施例中钢的Mn含量达到1.81％），形成的以渗碳体、珠光体、贝氏体为主的带状组织。同时，该发明没有提及如何生产具有合适显微组织及良好板形的冷轧基板的方法。

CA2564050A1叙述的钢中需同时加入Mo、B、Ca、Cr、Ni、Nb、V、Ti等诸多元素，通过热镀锌工艺得到抗拉强度440-780兆帕的冷轧热镀锌双相钢，由于添加元素多，加大了炼钢难度且增加了制造成本。

专利CN200710044158.9叙述了将含有C：0.02％～0.08％、Si：≤0.1％，Mn：0.80％～1.80％、Cr：≤1.0％，Mo：≤0.5％，且Mn、Cr、Mo的加权量要满足1.6％≤3Mn 6Cr Mo≤3.8％的钢，热轧采用650～680℃的高温卷取，热镀锌退火时临界退火温度为800～860℃，镀锌后得到450兆帕级到550兆帕级的高强度汽车外板。《一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法》复合添加了贵重元素Mo和Cr，并且热镀锌退火时临界退火温度高，增加了生产成本，不利于节省能源和降低成本。

图1为连续退火镀锌工艺制度示意图；

图2为实施例热轧板的显微组织照片；

图3为实施例冷轧热镀锌钢板的显微组织图。

2016年12月7日，《一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法》获得第十八届中国专利优秀奖。

实施例钢的成分见表1，热轧工艺参数见表2，退火镀锌工艺参数和镀锌后钢板的力学性能见表3，连续退火镀锌工艺制度示意图见图1，热轧板显微组织见图2，冷轧热镀锌钢板的显微组织见图3。

可镀性：目视评价热镀锌后镀层钢板的外观。将没有浸镀不上的定为“优”，稍微有浸镀不上的定为“良”，浸镀不上的定为“劣”。

按《一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法》设计的化学成分，实施例钢经冶炼连铸，依照设定的热轧工艺控轧控冷，得到厚度为2.0～6.5毫米，板形良好的热轧板，热轧板组织由铁素体和珠光体组成。热轧板经酸洗冷轧成0.5～2.5毫米的基板，然后在连续退火镀锌线上进行退火镀锌，最终得到的钢板显微组织由铁素体和马氏体组成，其抗拉强度为490～700兆帕，强度和延性匹配良好，可镀性优良。

一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法专利目的

《一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法》所要解决的技术问题是提供一种能在连续热镀锌生产线上制造抗拉强度在490～700兆帕之间、强度和延性匹配良好、可镀性能优良的高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法。

一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法技术方案

《一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法》在不需要复合添加Mo、Cr、B、Ni等多种贵重合金元素的情况下，控制热轧和退火镀锌工艺参数，保证钢板的高强度、两相组织和镀锌质量。

一种高强度冷轧热镀锌双相钢板，其特征在于成分按质量百分比为C：0.03％～0.15％、Si：≤0.15％、Mn：1.00％～1.75％、P：≤0.015％、S：≤0.012％、Al：0.02％～0.15％、Cr：0.35～0.75％、Cu：0.02％～0.15％、Ti0.010～0.035％、N：≤0.005％，并且满足1.5％≤Mn 1.29Cr 0.46Cu≤2.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。

组成成分优选按质量百分比：C：0.06％～0.12％、Si：≤0.10％、Mn：1.20％～1.50％、P：≤0.010％、S：≤0.008％、Al：0.050％～0.100％、Cr：0.40～0.60％、Cu：0.07％～0.10％、Ti：0.015～0.030％、N：≤0.003％，并且满足1.7％≤Mn 1.29Cr 0.46Cu≤2.3％，余量为Fe和不可避免的杂质。

《一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法》钢种成分控制原理如下：

C：是最有效的强化元素，是形成马氏体的主要元素，直接影响临界区处理后双相钢中马氏体体积分数和马氏体中的碳含量，并决定了双相钢的硬度和马氏体的精细结构。双相钢中碳含量一般应该小于0.2％，为保证钢具有好的伸长率和良好的焊接性，该发明中碳含量控制在0.03％～0.15％。

Si：是强化铁素体的元素，促使碳向奥氏体偏聚，对铁素体中固溶碳有清除和净化作用，以避免间隙固溶强化和冷却时粗大碳化物的生成，有助于提高双相钢的延性，但为了避免Si含量过高引起钢板的浸镀性能，《一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法》Si控制在的0.15％以下。

Mn：属于扩大奥氏体相区，稳定奥氏体的元素，可以有效提高奥氏体岛的淬透性，因而可以降低临界区加热后获得双相钢组织和性能所必须的冷却速率，并起到固溶强化和细化铁素体晶粒的作用，可显著推迟珠光体转变和贝氏体转变。高锰含量容易引起渗碳体、珠光体、贝氏体为主的带状组织，同时影响基板的可镀性和焊接性。《一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法》Mn含量控制在1.00％～1.75％。

Cr：中强碳化物形成元素，显著提高钢的淬透性，能强烈推迟珠光体转变和贝氏体转变，增大奥氏体的过冷能力，从而细化组织，起到强化效果。另外，钢中的铬元素能促进锌液对钢的侵蚀。《一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法》Cr的含量控制在0.35％～0.75％。

Al：Al在双相钢中所起的作用与Si相似，同时Al还可以形成AlN析出，起到一定的细化晶粒作用。由于《一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法》钢中硅含量低，因此少量铝的存在，在保证强度的前提下，可提高双相钢的延性，同时Al是主要的脱氧剂，不宜过低，但过多簇状氧化铝内夹杂物增多，使钢的延展性变差，又会影响炼钢和连铸生产，该发明中Al含量控制在0.02％～0.15％。

Cu：是对钢强化的有效元素和提高钢的耐腐蚀性元素。在退火后的冷却过程中能抑制珠光体的生成，并且促使马氏体生成。另外，铜能促进钢内部氧化而提高镀层粘合性。发明中Cu含量控制在0.02％～0.15％。

Ti：强碳化物形成元素，具有脱氧和固碳、氮的作用。它能与钢中游离的碳和氮结合形成TiC和TiN，从而可改善碳和氮对钢引起的时效现象，另外钢中的钛可将酸洗或氢还原时吸入钢基体中的氢气固定，使之在热镀锌时不致逸出，从而可防止氢气对镀锌层的不利影响。《一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法》中Ti含量控制在0.010％～0.035％。

N：是劣化钢的耐常温时效性元素，尽量减少其含量，《一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法》中N含量控制在0.005％以下。

P，S：为钢中的有害元素。P易在晶界上偏聚引起脆化，使耐冲击性变差，并对焊接不利。S在钢中易形成MnS等夹杂物，热引起热脆，并且S对焊接性影响较大。《一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法》中P，S含量分别控制在0.015％和0.012％以下。

一种高强度热镀锌钢板的制造方法，其特征在于，首先上述成分转炉冶炼，炉外精炼后浇铸成170～230毫米厚的板坯，再进行热连轧、冷酸连轧；在连续镀锌线上退火镀锌，从均热温度冷却至锌池温度进行热浸镀，完成浸镀后冷却至室温，制得高强度热镀锌双相钢。

热连轧时，将板坯加热到1250～1350℃，保温120-180分钟，精轧开轧温度为1000～1100℃，终轧温度为890～950℃，卷取温度620～700℃，得到显微组织为铁素体和珠光体的热轧卷板。热轧卷板厚度为2.0～6.5毫米。

热轧卷板经酸洗后冷轧成冷轧薄板，冷轧压下率为60～80％，冷轧卷板厚度为0.5～2.5毫米。

在连续镀锌线上退火时，加热段末段钢带的温度为810～830℃，均热段温度为740～780℃，均热时间为30～120秒，炉内保护气体露点温度为-20～-55℃。

退火后采用2段冷却，冷却1段将钢板从均热温度冷却到660-710℃，冷却速率为3～12℃/秒，冷却2段再将钢板冷却到450～490℃，冷却速率为10～25℃/秒。

然后进锌池镀锌，锌池温度为450～490℃，镀锌时间为5～20秒，镀锌结束后冷却至室温，终冷速率为5～25℃/秒。

《一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法》选择上述各特征中工艺参数的原因如下：

将厚度为170～230毫米的板坯加热，均热温度控制在1250～1350℃之间，均热时间为120-180分钟，是为了防止温度过高导致板坯的过烧和过热，并使板坯的组织和成分均匀化。

精轧开轧温度控制在1000～1100℃之间，是为了精轧的前几个机架实现再结晶区轧制，降低前几个机架大压下量下的轧制负荷。

终轧温度控制在890～950℃之间，是为了合金元素固溶，在退火镀锌中析出以细化晶粒。同时Ar3以上的高温终轧有利于组织均匀性，防止出现严重的带状组织。

卷取温度控制在620～700℃之间，是因为在此温度区间下高温卷取，在随后的共析转变中容易生成较粗大而弥散分布的碳化物，并且C、Mn等元素在珠光体中明显富集，可以提高退火镀锌时奥氏体的淬透性，弥补连续镀锌设备快冷能力的不足。

热轧卷板后酸洗后冷轧压下率控制在60～80％之间，是为充分发挥冷轧机轧制能力。冷轧压下率低于60％，冷轧效率低，冷轧压下率高于80％，加工硬化加强，冷轧变形抗力增加，易造成冷轧机组负荷超限。另外，此压下率下钢组织中的珠光体团间距减小和珠光体被破碎得较充分，为镀锌退火过程中的晶粒细化提供条件。

连续热镀锌退火线均热段长度通常为冷轧退火线均热段的1/3左右，在同样走带速度的前提下其均热时间也大大缩短。为生产同样强度级别的双相钢，在减少均热时间的同时就要求相对高的均热温度，《一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法》为降低均热温度节约能源，特采用将加热区末段温度控制在810～830℃之间，即“高加热终止温度、低均热温度”的工艺方法（见附图1）。均热温度控制在740～780℃之间，均热时间为30～120秒，为使钢的组织奥氏体化及C、Mn等合金元素从铁素体中向奥氏体中扩散，提高铁素体的纯净度，降低钢的屈服强度。均热温度低于740℃，钢的组织奥氏体化程度不够，冷却时不能得到合适的马氏体含量。

炉内保护气体露点控制在-20～-55℃之间，是因为在此露点范围锌液浸润性稳定且易于控制。露点低于-55℃控制难度加大，但高于-20℃时平衡浸润张力及浸润速率均急剧下降。

在连续镀锌线上冷却1段将钢带从均热温度冷却到660～710℃，冷却速率为3～12℃/秒，是为调节钢中奥氏体的数量和分布，改善合金元素在奥氏体和铁素体中的分布形态。冷却2段以10～25℃/秒的冷却速率，将钢板冷却到450～490℃，是为避开珠光体和贝氏体转变进入锌池镀锌。

锌池温度控制在450～490℃，是为锌池保持与钢带相同的温度镀锌，减少了钢带与锌液之间的热传导，有利于提高生产效率。根据钢带运行速度，钢带在锌池镀锌时间为5～20秒。镀锌完毕后以5～25℃/秒的终冷速率冷到室温，为使钢发生低温转变，得到铁素体和马氏体两相组织的双相钢。

一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法改善效果

《一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法》冶炼时通过减少Si元素的添加量，同时添加一定量的Cr、Ti、Cu合金元素，得到的钢合金元素组成相对较少；轧制时通过控轧控冷得到合理组织组成和板形优良的镀锌基板；连续退火镀锌时采用加热末段到均热段的微缓冷和快冷段两次快冷等方式，最终得到抗拉强度在490～700兆帕之间，强度和延性匹配良好，可镀性能优良，厚度在0.5～2.5毫米之间，可用作汽车覆盖件、内板和结构件等的冷轧热镀锌双相钢板。

1.一种高强度冷轧热镀锌双相钢板，其特征在于成分按质量百分比为C：0.03％～0.15％、Si：≤0.15％、Mn：1.00％～1.75％、P：≤0.015％、S：≤0.012％、Al：0.02％～0.15％、Cr：0.35～0.75％、Cu：0.02％～0.15％、Ti0.010～0.035％、N：≤0.005％，并且满足1.5％≤Mn 1.29Cr 0.46Cu≤2.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述高强度冷轧热镀锌双相钢板，其特征在于成分按质量百分比进一步含有C：0.06％～0.12％、Si：≤0.10％、Mn：1.20％～1.50％、P：≤0.010％、S：≤0.008％、Al：0.050％～0.100％、Cr：0.40～0.60％、Cu：0.07％～0.10％、Ti：0.015～0.030％、N：≤0.003％，并且满足1.7％≤Mn 1.29Cr 0.46Cu≤2.3％，余量为Fe和不可避免的杂质。

3.根据权利要求1或2所述高强度冷轧热镀锌双相钢板的制造方法，包括转炉冶炼，炉外精炼、连铸、热连轧、冷酸连轧、退火镀锌、热浸镀，其特征在于：热连轧时，将板坯加热到1250～1350℃，保温120-180分钟，精轧开轧温度为1000～1100℃，终轧温度为890～950℃，卷取温度620～700℃；热轧卷板经酸洗后冷轧成冷轧薄板，冷轧压下率为60～80％，冷轧卷板厚度为0.5～2.5毫米；退火时，加热段末段钢带的温度为810～830℃，均热段温度为740～780℃，均热时间为30～120秒，炉内保护气体露点温度为-20～-55℃；退火后采用2段冷却，冷却1段将钢板从均热温度冷却到660-710℃，冷却速率为3～12℃/秒，冷却2段再将钢板冷却到450～490℃，冷却速率为10～25℃/秒；镀锌时锌池温度为450～490℃，镀锌时间为5～20秒，镀锌结束后冷却至室温，终冷速率为5～25℃/秒。

高强度高韧性热轧钢板及其生产方法专利目的

《高强度高韧性热轧钢板及其生产方法》的目的在于提供一种采用低成本微合金元素配方，即采用低碳、高锰、高铌、无钼、无钒、无镍或低镍配方生产成本的高强度高韧性热轧钢板。

该发明的另一目的在提供一种采用低成本微合金元素配方，并通过控轧控冷等工艺生产高强度低合金的高控轧控冷钢。

高强度高韧性热轧钢板及其生产方法技术方案

一种高强度高韧性热轧钢板，其化学成份及各成份的重量百分比为：碳：0.03～0.09％，硅：0.15～0.35％，锰：1.40～2.0％，铝：0.02～0.05％，铌：0.05～0.13％，钛：0.010～0.025％，铜：≤0.30％，铬：≤0.30％，磷：≤0.012％，硫：≤0.004％，氮：≤0.004％，其余均为铁，且碳当量Ceq应不大于0.44，裂纹敏感指数Pcm应不大于0.23；镍：≤0.25％；钒：≤0.06％。

为实现《高强度高韧性热轧钢板及其生产方法》的另一目的，一种高强度高韧性热轧钢板的生产方法包括步骤为：设计成份进行配比备料，然后铁水预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH（VD）处理、板坯连铸、板坯再加热、温度控制轧制、控制冷却、热矫直、冷床冷却、堆冷，在温度轧制及冷却控制中，轧制过程中坯料的平均温度最有价值，利用表面测量温度受厚度的影响，以下温度控制皆为平均温度；板坯再加热温度控制在：1180-1260摄氏度；粗轧结束温度1100-1220摄氏度；精轧开始温度840-1000摄氏度，精轧阶段总的压缩比≥65％，其结束温度800-930摄氏度；终冷温度500-600摄氏度，冷却速率8-25摄氏度/秒。

高强度高韧性热轧钢板及其生产方法改善效果

《高强度高韧性热轧钢板及其生产方法》的优点是：

1、由于采用高Nb低C，充分利用Nb的析出强化及对钢的相变的影响，获得细小的具有高密度位错的针状铁素体 贝氏体 第二相组织，从而代替Mo对相变的影响，达到不加入Mo的效果，降低了合金成本；

2、由于该发明中的Ni元素可加可不加，因此，Ni的加入量对强度的影响不大，加入的Ni主要是减少因Cu导致的铸坯及钢板表面热脆倾向，但该发明中Cu的含量亦不是很高，因而可以考虑不加，达到降低成本的效果；

3、由于采用了低碳、高铌和微钛处理的简单合金化设计，降低了钢板的冷裂纹的敏感性，在一定程度上简化了焊接工艺，减小了焊接加工的制造成本；钢中氮化钛以及钛铌氮碳化物的高温稳定性将起到钉扎晶界、阻止晶粒长大的作用，能够使钢板承受的焊接线能量提高；

4、由于利用Nb对奥氏体再结晶的抑制作用，提高再结晶终止温度，使得轧制可以在较高的温度进行，降低轧制力及轧制能量消耗，提高了轧机的效率，保证了良好的板形；

5、由于采用了钢板的平均温度作为轧制过程温度的控制点，避免因表面温度存在测量误差，以及表面温度控制受制于轧制过程中钢板的厚度变化，很难对轧制的各个阶段的轧制温度进行精确把握；采用平均温度则避免了以上不确定因素，实现了该发明钢制造工艺的精确控制；

6、由于通过终止冷却温度控制，充分利用了Nb对相变的影响及析出作用，达到控制组织类型、细化组织及析出强化效果，提高强度和韧性作用；同时这一因素决定该发明的终冷温度与以往的高强度、高韧性钢板制造工艺中有了很大的提高，这样可以保证钢板在冷却之后进行热矫的温度，降低热矫直机的负荷和矫直能耗。

《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》涉及一种直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法。

直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法专利目的

《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》的目的在于提供一种具有高的强度、良好的塑性和高的低温韧性，且生产工艺简便、成本低廉的直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法。

直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法技术方案

《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》的目的是这样实现的：

一种直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板，所述钢板以Fe为基础元素，且还包含如下化学成分（质量%）：C：0.10~0.16%，Si：0.15~0.35%，Mn：0.95~1.25%，P：£0.010%，S：£0.005%，2.4%£Cr Mo Ni Cu£3.0%，0.08%£Al V£0.13%，N：£0.007%，B：0.001~0.002%，及杂质元素。

进一步地讲：所述齿条钢板的厚度为114~152.4毫米，直接采用连铸坯制造。所得屈服强度³690兆帕，抗拉强度为790~930兆帕，延伸率³19%，钢板的Z向性能（断面收缩率）³35%，钢板1/4厚度处在-40°C下的夏比冲击功>100焦耳，钢板1/2厚度处在-27°C下以及在-40°C下的夏比冲击功均>100焦耳。

一种直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板的制造方法，按所述大厚度齿条钢板的化学组成配制冶炼原料，依次经KR铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH精炼和连铸，生产出高纯净度钢水和厚度在370毫米或以上的具有低的中心偏析和疏松的连铸坯。与公开号为CN102345045A的发明专利采用VD精炼和模铸比较，《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》采用RH精炼和连铸进行生产。通过RH精炼可获得更低H含量的钢水以确保齿条钢板的抗氢致开裂的能力和心部性能。连铸方法生产的板坯其心部质量（例如中心偏析和疏松）较模铸方法生产的钢锭好，有利于保证齿条钢板的心部性能。

连铸完成后对连铸坯加罩缓冷进一步降低其中的H含量从而进一步避免钢板的氢致开裂和确保钢板的心部性能。缓冷完成后对连铸坯表面带温清理以确保连铸坯的表面质量同时保证在火焰清理过程中连铸坯表面没有裂纹产生。

将经过上述处理的连铸板坯加热至1180~1280°C保温2-3小时，使钢中的合金元素充分固溶，发挥其强韧化作用，保证最终产品的成份及性能的均匀性。连铸坯在保温完成并经高压水除鳞处理之后进行两阶段轧制。第一阶段轧制（粗轧）的开轧温度在1050~1150°C，总压缩比³40%，采用强压下进行轧制。与大厚度钢板常规粗轧单道次约10%的最大压下率相比，《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》要求单道次压下率³15%，以保证连铸坯的心部缺陷充分弥合从而使得大厚度齿条钢板在心部的性能得到保证。第二阶段轧制（精轧）开轧温度在870~930°C，总压缩比³30%。轧制完成之后实施空冷和矫直。

矫直后的钢板在冷床上空冷至适于调运的最高温度，然后进行堆缓冷（³48小时）或进行控制条件（在550~650°C下保温24~72小时后缓冷）下的缓慢冷却来充分降低或去除轧制后钢板中的H以充分保证成品钢板的心部性能。

将缓冷至室温的钢板进行调质处理即获得成品齿条钢板。调质工序的淬火加热使用连续炉进行以精确控制淬火加热温度和时间，淬火加热温度：900~930°C，在炉时间：1.8~2.0分钟/毫米，使用淬火机水淬。为精确控制回火加热温度和时间，回火处理也须使用连续炉来进行。回火温度：600~660°C，在炉时间：2.8~4.0分钟/毫米，出炉后空冷至室温。

《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》针对2013年9月之前海洋装备制造业对高强度、高韧性、良好的塑性、大厚度齿条钢板的需求，使用优化的化学成分、高的钢水纯净度、优化的连铸工艺（低的浇铸过热度、低的拉坯速度、合理的轻压下参数）生产的具有好的心部质量（低的中心偏析和疏松）的连铸板坯直接作为坯料，采取控制轧制加调质热处理的方法制造出厚度大且具有高的强度、良好的塑性和高的低温韧性的齿条钢板。该齿条钢板的最大厚度达152.4毫米。

直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法改善效果

《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》的优点在于：

（1）与公开号为CN102345045A的发明专利比较，《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》加入了Cu但不加入Ti和Nb。加入Cu是为了提高钢板的淬透性同时提高它的耐大气腐蚀能力。不加Ti是为了防止在浇铸过程中大块TiN的形成从而降低齿条钢板在低温下的冲击韧性。另外，与CN102345045A相比较，《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》也未加入Nb。

（2）《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》直接使用连铸坯制造的大厚度齿条钢板具有高的强度、良好的塑性和高的低温韧性。这一优良的性能组合在钢板的整个厚度截面上都稳定地保持，充分满足了复杂和恶劣工作条件对大截面材料性能均匀性的要求。

（3）《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》制造的大厚度齿条钢板直接使用连铸坯且不经过任何其它加工（例如：多张板坯复合而形成复合坯）作为轧制坯料，省去了使用模铸钢锭作为坯料在轧制过程中的开坯过程，即省去了开坯加热、开坯轧制和中间坯切割与清理工序，同时，也省去了用复合坯进行轧制的板坯复合加工过程，简化了生产工艺。同时，较使用模铸钢锭来生产齿条钢板成材率显著提高，使得大厚度齿条钢板的制造成本显著降低，克服了2013年9月之前技术的不足，在工业化生产时具有明显的成本优势。

（4）《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》直接使用连铸坯而不是钢锭作为坯料，使得制造大厚度齿条钢板坯料的心部质量更有保证从而有利于获得高而且稳定的齿条钢板心部性能。

然而，由于连铸板坯的厚度通常小于钢锭的厚度，因此，用连铸坯轧制大厚度齿条钢板的压缩比较用钢锭轧制小。这样，在单道次压下率不能保证的情况下，板坯心部的缺陷就不能充分弥合，这将使得齿条钢板的心部性能得不到保证。《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》采用优化的化学成分、高的钢水纯净度、优化的连铸工艺（低的浇铸过热度、低的拉坯速度、合理的轻压下参数）生产出具有低的心部缺陷（低的中心偏析和疏松）的优质连铸坯、³15%的单道次压下率结合大厚度齿条钢板各制造阶段对H含量的严格控制解决了这一问题从而保证了高而且稳定的齿条钢板心部性能。